CN106646596A - 一种起伏海面的虚反射压制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种起伏海面的虚反射压制方法和装置。该方法包括：基于起伏海面的反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、海浪高度、海水速度进行计算得到反射系数；利用频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数；利用反射系数、白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度对应频率波数域虚反射压制算子；利用压制算子得到频率波数域压制数据；然后转换为时间空间域压制数据，并以预设的时窗间隔划分，计算同一时窗内拖缆扫描深度对应频域数据的绝对值和，将绝对值和最小对应时间空间域压制数据作为相应时窗压制虚反射后地震数据。利用本申请实施例提供的技术方案可以有效压制起伏海面的虚反射。

Description

一种起伏海面的虚反射压制方法和装置

技术领域

本发明涉及地震数据处理技术领域，尤其涉及一种起伏海面的虚反射压制方法和装置。

背景技术

海上进行拖缆地震勘探时，震源和检波器放置于海水面以下一定深度处，由于海水与空气波阻抗差异较大，两者之间的接触面是一个良好的反射面，到达该界面的一次波会被再次反射回地下，因此接收器除了接收到通常的一次反射波外，还将接收到与海平面反射作用相关的伴随波，这种伴随波称为虚反射(鬼波)。由于虚反射与一次波极性相反，同时二者的时差很小，这就使得虚反射叠加在一次波的后部，从而引起地震记录的低频响应，降低地震剖面的分辨率，给地震资料反演与解释造成很大的困难。因此，虚反射的压制是海上地震数据处理最重要的步骤之一。

现有技术中有多种方法来压制虚反射，主要包括时间域反褶积方法和频率-空间域方法。但是这些方法中，都存在一个假设：海面是水平的，海面反射系数是常数，同时拖缆是水平的，深度固定。但实际生产中由于海水的运动，导致海面是起伏的，拖缆的深度也是变化的，这就造成理论与实际不符，使得现有的方法不能完全消除实际数据中的虚反射，不能有效提高地震数据的分辨率。

因此，目前海洋地震资料处理亟需一种起伏海面的虚反射压制方法，可以有效压制实际中复杂海面的虚反射，消除虚反射的陷波效应。

发明内容

本申请的目的是提供一种针对起伏海面的虚反射压制方法和装置，可以有效压制起伏海面的虚反射，消除虚反射的陷波效应，拓宽地震数据的频带，提高地震数据的分辨率。

本申请提供的起伏海面的虚反射压制方法和装置是这样实现的：

一种起伏海面的虚反射压制方法，所述方法包括：

基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得；

利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数；

利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子；

将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到频率波数域压制数据。

将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据；

以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

在一个优选的实施例中，所述起伏海面反射系数计算公式包括如下计算公式：

上式中，r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率；h表示海浪高度；c表示海水速度；e表示自然常数；π表示圆周率。

在一个优选的实施例中，所述预设数量的拖缆扫描深度包括：

根据预设扫描范围、扫描间隔和获取的检波器深度确定出的拖缆扫描深度。

在一个优选的实施例中，所述利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数包括采用下述公式计算：

上式中，white表示白噪声系数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

在一个优选的实施例中，所述利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子包括采用下述公式计算：

上式中，A(ω,k_x)_z表示拖缆扫描深度为z时频率波数域的虚反射压制算子，z＝(i-1)*d_z(i表示扫描序号，i取值范围为[0，n]；n表示扫描次数，z₁表示获取的拖缆扫描的起始深度；z₂表示获取的扫描拖缆扫描的终止深度；d_z表示预设扫描间隔)；white表示拖缆扫描深度为z时的白噪声系数；G(ω,k_x,r)_z表示拖缆扫描深度为z时包括虚反射的地震波传播算子， 表示G(ω,k_x,r)_z的共轭；r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

在一个优选的实施例中，所述获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数包括：

对采集的地震数据中单炮地震数据分别进行时间空间参量的二维傅里叶变换后得到的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数。

在一个优选的实施例中，所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据包括：

对所述预设数量的时间空间域压制数据进行一维傅里叶变换后得到的数据。

一种起伏海面的虚反射压制装置，所述装置包括：

反射系数计算模块，用于基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得；

白噪声系数计算模块，用于利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数；

虚反射压制算子计算模块，用于利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子；

第一地震数据处理模块，用于将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到频率波数域压制数据；

第二地震数据处理模块，用于将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据；

第三地震数据处理模块，用于以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

在一个优选的实施例中，所述起伏海面反射系数计算公式包括如下计算公式：

上式中，r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率；h表示海浪高度；c表示海水速度；e表示自然常数；π表示圆周率。

在一个优选的实施例中，所述预设数量的拖缆扫描深度包括：

根据预设扫描间隔和获取的检波器深度确定出的拖缆扫描深度。

在一个优选的实施例中，所述利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数包括采用下述公式计算：

上式中，white表示白噪声系数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

在一个优选的实施例中，所述利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子包括采用下述公式计算：

上式中，A(ω,k_x)_z表示拖缆扫描深度为z时频率波数域的虚反射压制算子，z＝(i-1)*d_z(i表示扫描序号，i取值范围为[0，n]；n表示扫描次数，z₁表示获取的拖缆扫描的起始深度；z₂表示获取的拖缆扫描的终止深度；d_z表示预设扫描间隔)；white表示拖缆扫描深度为z时的白噪声系数；G(ω,k_x,r)_z表示拖缆扫描深度为z时包括虚反射的地震波传播算子， 表示G(ω,k_x,r)_z的共轭；r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

在一个优选的实施例中，所述获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数包括：

对采集的地震数据中单炮地震数据分别进行时间空间参量的二维傅里叶变换后得到的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数。

在一个优选的实施例中，所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据包括：

对所述预设数量的时间空间域压制数据进行一维傅里叶变换后得到的数据。

本申请基于起伏海面反射系数计算公式，在频率波数域对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到起伏海面的反射系数，并结合白噪声系数计算得到起伏海面的预设数量的拖缆扫描深度对应的虚反射压制算子，利用该虚反射压制算子压制频率波数域的地震数据中的虚反射；然后，转换为时间空间域压制数据；接着，以预设的时窗间隔划分时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据，从而得到高分辨率的压制虚反射后的地震数据，为后续对地震数据的研究和处理提供了有效的支持。因此，利用本申请实施例提供的技术方案可以有效压制海面的虚反射，消除虚反射的陷波效应，拓宽地震数据的频带，提高地震数据的分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的起伏海面的虚反射压制方法的一种实施例的流程图；

图2是本申请提供的压制虚反射前单炮地震记录的一种实施例的示意图；

图3是本申请提供的压制虚反射后单炮地震记录的一种实施例的示意图；

图4是本申请提供的压制虚反射前叠加剖面的一种实施例示意图；

图5是本申请提供的压制虚反射后叠加剖面的一种实施例的示意图；

图6是本申请提供的压制虚反射前后的一种实施例的频谱对比示意图；

图7是本申请提供的起伏海面的虚反射压制装置的一种实施例中的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面以几个具体的例子详细说明本申请实施例的具体实现。

以下首先介绍本申请一种起伏海面的虚反射压制方法的一种实施例。图1是本申请提供的起伏海面的虚反射压制方法的一种实施例的流程图，本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图1所示，所述方法可以包括：

S110：基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得。

本申请实施例中，可以基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得。具体的，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得可以包括结合实际应用情况，利用所述预设参数进行拟合获得。具体的，所述预设参数可以包括采集的海上勘探数据中相关的影响波的反射的数据，例如可以包括：频率波数域的地震数据对应的波数、频率波数域的地震数据对应的角频率、海浪高度和海水速度等，但本申请实施例并不以此为限，在实际应用中还可以结合实际应用情况，包括其他参数数据。具体的，所述获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数可以包括：

对采集的地震数据中单炮地震数据分别进行时间空间参量的二维傅里叶变换后得到的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数对应的角频率和波数。

具体的，所述采集的地震数据中单炮地震数据可以包括海上地震勘探采集的叠前单炮地震数据。

在本申请实施例中，所述起伏海面反射系数计算公式可以包括如下计算公式：

上式中，r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率；h表示海浪高度；c表示海水速度；e表示自然常数；π表示圆周率。

具体的，所述海浪高度一般记录在单炮地震数据的道头，可以从相应的单炮地震数据的道头中获取海浪高度。所述海水速度可以从勘探数据中获得，在一个具体的实施例中，所述海水速度可以为1500m/s。

S120：利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数。

本申请实施例中，可以利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数。具体的可以包括采用下述公式计算：

上式中，white表示白噪声系数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

S130：利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子。

本申请实施例中，可以利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子。具体的，可以包括采用下述公式计算：

上式中，A(ω,k_x)_z表示拖缆扫描深度为z时频率波数域的虚反射压制算子，z＝(i-1)*d_z(i表示扫描序号，i取值范围为[0，n]；n表示扫描次数，z₁表示获取的拖缆扫描的起始深度；z₂表示获取的拖缆扫描的终止深度；d_z表示预设扫描间隔)；white表示拖缆扫描深度为z时的白噪声系数；G(ω,k_x,r)_z表示拖缆扫描深度为z时包括虚反射的地震波传播算子， 表示G(ω,k_x,r)_z的共轭；r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

具体的，所述预设数量的拖缆扫描深度可以包括：

根据预设扫描间隔和获取的检波器深度确定出的拖缆扫描深度。

具体的，所述检波器深度可以在单炮地震数据的道头中获取，且所述检波器深度可以为拖缆扫描起始深度和拖缆扫描终止深度的中点。所述预设扫描间隔可以根据实际应用情况预先设置，一般的，例如设置为0.1米，本申请实施例并不以此为限。在一个具体的实施例中，所述获取的拖缆起始扫描深度一般可以为获取的检波器深度加上0.5米，所述获取的拖缆终止扫描深度一般可以为获取的检波器深度减去0.5米。

本申请通过实时获得的检波器深度，和预设扫描间隔可以实时计算出拖缆扫描深度，适应了实际中拖缆受到海浪和洋流等的影响深度是变化的情况，进而可以更好的压制虚反射。

S140：将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到频率波数域压制数据。

本申请实施例中，可以将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到频率波数域压制数据。

S150：将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据。

本申请实施例中，可以将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据。

S160：以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

本申请实施例中，所述预设的时窗间隔可以根据实际应用情况预先设置，例如设置为500ms，本申请实施例并不以此为限。具体的，一般同一时窗内包括拖缆不同扫描深度对应的频域数据，可以计算出各个拖缆扫描深度对应的频域数据的绝对值的和，可以将绝对值的和最小所对应的频域数据所对应的拖缆扫描深度为最佳拖缆扫描深度，相应的，所述最佳拖缆扫描深度对应的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

具体的，所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据可以包括：

对所述预设数量的时间空间域压制数据进行一维傅里叶变换后得到的数据。

在一个具体的实施例中，如图2所示，图2是本申请提供的压制虚反射前单炮地震记录的一种实施例的示意图。图中横坐标为道号和炮号，纵坐标为时间，单位为ms。从图2可见由于虚反射的存在，几乎所有的一次波同相轴后面都紧跟了一条同相轴，其中的第二条同相轴就是虚反射形成的假同相轴；如图3所示，图3是本申请提供的压制虚反射后单炮地震记录的一种实施例的示意图；图中横坐标为道号和炮号，纵坐标为时间，单位为ms。从图2和图3的比较可见虚反射已经被大大压制，同相轴由两条变成了正常的一条。

在一个具体的实施例中，如图4所示，图4是本申请提供的压制虚反射前叠加剖面的一种实施例示意图；图中横坐标为CMP号(共中心点号)，纵坐标为时间，单位为ms。如图5所示，图5是本申请提供的压制虚反射后叠加剖面的一种实施例的示意图；图中横坐标为CMP号(共中心点号)，纵坐标为时间，单位为ms。从图4和图5的比较可见虚反射同相轴已经被很好的压制，地下构造的接触关系更加清晰。

在一个具体的实施例中，如图6所示，图6是本申请提供的压制虚反射前后的一种实施例的频谱对比示意图；图中横坐标表示频率，单位Hz，纵坐标表示振幅，单位dB。其中，610是压制虚反射前的频谱示意图，可以看出由于虚反射的存在，在85Hz左右存在一个明显的陷波点，在170Hz左右也存在一个较弱的陷波点；620是利用本申请实施例的技术方案获得的压制虚反射后的频谱示意图，可以看出两个陷波点都已经被消除，地震数据的频带明显拓宽，分辨率提高。

由以上本申请一种起伏海面的虚反射压制方法的实施例可见，本申请基于起伏海面反射系数计算公式，在频率波数域对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到起伏海面的反射系数，并结合白噪声系数计算得到起伏海面的虚反射压制算子，利用该虚反射压制算子有效压制频率波数域的地震数据中的虚反射，接着将频率波数域压制虚反射后的地震数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到时间空间域压制数据；最后，以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据，得到高分别率的压制虚反射后的地震数据。与现有技术相比，利用本申请实施例提供的技术方案可以克服常规虚反射压制方法要求的海面是理想镜面，反射系数是-1的假设，能更好满足实际中海面起伏的情况。同时本申请自动拖缆扫描深度，适应了实际中拖缆受到海浪和洋流等的影响深度是变化的情况。因此，本发明能有效消除虚反射的陷波效应，拓宽地震数据的频带，提高地震数据的分辨率，为后续对地震数据的研究和处理提供了有效的数据支持。

本申请另一方面还提供一种起伏海面的虚反射压制装置，图7是本申请提供的起伏海面的虚反射压制装置的一种实施例中的结构示意图；如图7所示，所述装置700可以包括：

反射系数计算模块710，可以用于基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得；

白噪声系数计算模块720，可以用于利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数；

虚反射压制算子计算模块730，可以用于利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子；

第一地震数据处理模块740，可以用于将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到频率波数域压制数据。

第二地震数据处理模块750，可以用于将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据；

第三地震数据处理模块760，可以用于以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

在一个实施例中，所述起伏海面反射系数计算公式可以包括如下计算公式：

上式中，r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率；h表示海浪高度；c表示海水速度；e表示自然常数；π表示圆周率。

在一个实施例中，所述预设数量的拖缆扫描深度可以包括：

根据预设扫描间隔和获取的检波器深度确定出的拖缆扫描深度。

在一个实施例中，所述利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数可以包括采用下述公式计算：

上式中，white表示白噪声系数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

在一个实施例中，所述利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子可以包括采用下述公式计算：

上式中，A(ω,k_x)_z表示拖缆扫描深度为z时频率波数域的虚反射压制算子，z＝(i-1)*d_z(i表示扫描序号，i取值范围为[0，n]；n表示扫描次数，z₁表示获取的拖缆扫描的起始深度；z₂表示获取的拖缆扫描的终止深度；d_z表示预设扫描间隔)；white表示拖缆扫描深度为z时的白噪声系数；G(ω,k_x,r)_z表示拖缆扫描深度为z时包括虚反射的地震波传播算子， 表示G(ω,k_x,r)_z的共轭；r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

在一个实施例中，所述获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数可以包括：

对采集的地震数据中单炮地震数据分别进行时间空间参量的二维傅里叶变换后得到的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数。

在一个实施例中，所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据可以包括：

对所述预设数量的时间空间域压制数据进行一维傅里叶变换后得到的数据。

由以上本申请一种起伏海面的虚反射压制方法和装置的实施例可见，本申请基于起伏海面反射系数计算公式，在频率波数域对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到起伏海面的反射系数，并结合白噪声系数计算得到起伏海面的虚反射压制算子，利用该虚反射压制算子有效压制频率波数域的地震数据中的虚反射，接着将频率波数域压制虚反射后的地震数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到时间空间域压制数据；最后，以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。与现有技术相比，利用本申请实施例提供的技术方案可以克服常规虚反射压制方法要求的海面是理想镜面，反射系数是-1的假设，能更好满足实际中海面起伏的情况。同时本申请自动拖缆扫描深度，适应了实际中拖缆受到海浪和洋流等的影响深度是变化的情况。因此，本发明能有效消除虚反射的陷波效应，拓宽地震数据的频带，提高地震数据的分辨率，为后续对地震数据的研究处理提供了有效的数据支持。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (14)

1.一种起伏海面的虚反射压制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得；

利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数；

利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子；

将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到预设数量的频率波数域压制数据；

将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据；

以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述起伏海面反射系数计算公式包括如下计算公式：

$r=e^{-{\left(\frac{2h\sqrt{{\left(\frac{\mathrm{\ω}}{c}\right)}^2-k_x^2}}{\mathrm{\π}}\right)}^2}$

上式中，r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率；h表示海浪高度；c表示海水速度；e表示自然常数；π表示圆周率。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设数量的拖缆扫描深度包括：

根据预设扫描范围、扫描间隔和获取的检波器深度确定出的拖缆扫描深度。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数包括采用下述公式计算：

$white={(\frac{1.0}{\mathrm{\ω}}+0.01)}^2$

上式中，white表示白噪声系数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

5.根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子包括采用下述公式计算：

$A{(\mathrm{\ω},k_x)}_z=\frac{\stackrel{\‾}{G}{(\mathrm{\ω},k_x,r)}_z}{G{(\mathrm{\ω},k_x,r)}_z*\stackrel{\‾}{G}{(\mathrm{\ω},k_x,r)}_z+white}$

上式中，A(ω,k_x)_z表示拖缆扫描深度为z时频率波数域的虚反射压制算子，z＝(i-1)*d_z(i表示扫描序号，i取值范围为[0，n]；n表示扫描次数，z₁表示获取的拖缆扫描的起始深度；z₂表示获取的拖缆扫描的终止深度；d_z表示预设扫描间隔)；white表示拖缆扫描深度为z时的白噪声系数；G(ω,k_x,r)_z表示拖缆扫描深度为z时包括虚反射的地震波传播算子， 表示G(ω,k_x,r)_z的共轭；r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

6.根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数包括：

对采集的地震数据中单炮地震数据分别进行时间空间参量的二维傅里叶变换后得到的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数。

7.根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据包括：

对所述预设数量的时间空间域压制数据进行一维傅里叶变换后得到的数据。

8.一种起伏海面的虚反射压制装置，其特征在于，所述装置包括：

反射系数计算模块，用于基于起伏海面反射系数计算公式，对获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数、与所述频率波数域的地震数据相对应的海浪高度、以及相对应的海水速度进行计算得到反射系数，所述起伏海面反射系数计算公式以预设参数拟合获得；

白噪声系数计算模块，用于利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数；

虚反射压制算子计算模块，用于利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子；

第一地震数据处理模块，用于将所述频率波数域的虚反射压制算子分别与频率波数域的地震数据相乘得到频率波数域压制数据；

第二地震数据处理模块，用于将所述预设数量的频率波数域压制数据进行时间空间参量的二维傅里叶反变换，得到预设数量的时间空间域压制数据；

第三地震数据处理模块，用于以预设的时窗间隔划分所述时间空间域压制数据，分别计算同一时窗内所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据的绝对值的和，将绝对值的和最小所对应的拖缆扫描深度的时间空间域压制数据作为相应时窗的压制虚反射后地震数据。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述起伏海面反射系数计算公式包括如下计算公式：

$r=e^{-{\left(\frac{2h\sqrt{{\left(\frac{\mathrm{\ω}}{c}\right)}^2-k_x^2}}{\mathrm{\π}}\right)}^2}$

上式中，r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率；h表示海浪高度；c表示海水速度；e表示自然常数；π表示圆周率。

10.根据权利要求8或9任意一项所述的装置，其特征在于，所述预设数量的拖缆扫描深度包括：

根据预设扫描范围、扫描间隔和获取的检波器深度确定出的拖缆扫描深度。

11.根据权利要求8或9任意一项所述的装置，其特征在于，所述利用所述频率波数域的地震数据对应的角频率计算得到白噪声系数包括采用下述公式计算：

$white={(\frac{1.0}{\mathrm{\ω}}+0.01)}^2$

上式中，white表示白噪声系数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

12.根据权利要求8或9任意一项所述的装置，其特征在于，所述利用所述反射系数、所述白噪声系数分别计算得到预设数量的拖缆扫描深度所对应的频率波数域的虚反射压制算子包括采用下述公式计算：

$A{(\mathrm{\ω},k_x)}_z=\frac{\stackrel{\‾}{G}{(\mathrm{\ω},k_x,r)}_z}{G{(\mathrm{\ω},k_x,r)}_z*\stackrel{\‾}{G}{(\mathrm{\ω},k_x,r)}_z+white}$

上式中，A(ω,k_x)_z表示拖缆扫描深度为z时频率波数域的虚反射压制算子，z＝(i-1)*d_z(i表示扫描序号，i取值范围为[0，n]；n表示扫描次数，z₁表示获取的拖缆扫描的起始深度；z₂表示获取的拖缆扫描的终止深度；d_z表示预设扫描间隔)；white表示拖缆扫描深度为z时的白噪声系数；G(ω,k_x,r)_z表示拖缆扫描深度为z时包括虚反射的地震波传播算子， 表示G(ω,k_x,r)_z的共轭；r表示反射系数；k_x表示频率波数域地震数据在x方向对应的波数；ω表示频率波数域的地震数据对应的角频率。

13.根据权利要求8或9任意一项所述的装置，其特征在于，所述获取的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数包括：

对采集的地震数据中单炮地震数据分别进行时间空间参量的二维傅里叶变换后得到的频率波数域的地震数据对应的角频率和波数。

14.根据权利要求8或9任意一项所述的装置，其特征在于，所述预设数量的拖缆扫描深度所对应的频域数据包括：

对所述预设数量的时间空间域压制数据进行一维傅里叶变换后得到的数据。